UPS选型技术厂家培训资料.ppt

UPS基本技术,电 源 故 障,市电的九种电源故障形式,电源断电 电压下陷 电源浪涌,持续欠压 持续过压,高频噪音 频率波动 瞬态切换 谐波失真,UPS,(Uninterruptible Power System),UPS外在关联,电池,UPS,UPS功能及基本结构,UPS内部基本结构,UPS的主要功能,实现电网与用电器之间的隔离 实现两路电源的不间断切换 提供高质量电源 电压变换和频率变换功能 停电后提供后备时间,UPS类型,后备式UPS 在线互动式UPS 在线式UPS,后备式UPS工作框图,在线互动式UPS原理框图,在线式UPS原理框图,市电停电时工作框图,过载或故障时工作框图,UPS品质描述,UPS 市电：输入指标 UPS 负载：输出指标 UPS 电池：电池管理 UPS 用户：通讯监控 UPS UPS：备份与扩容,UPS技术的发展 第一代UPS（90年前）： SCR整流SCR逆变 第二代UPS（9095年)： SCR整流GTR逆变 第三代UPS（9505年）： SCR整流IGBT逆变 第四代UPS（05年后）： IGBT整流IGBT逆变,UPS品质描述,UPS 市电：输入指标 输入电压标准及范围（220/380VAC15） 输入频率标准及范围（50HZ10） 输入功率因素（0.80.99) SCR型整流器： PFU浮充/2UL IGBT型整流器： PF 4、输入电流谐波失真（THD）(335%),U1I1,UL IL,Cos,UPS品质描述,每相可控硅在1/3周期导通.产生浮充电压： UF=32/ULCOS1.353801513V 输入电压范围：30% 电池电压（3235）X12V，逆变器效率低，输出必须配置隔离升压变压器,可控硅整流器,A B C,DC+,DC-,UPS品质描述,每相可控硅在1/3周期导通.产生奇次谐波n=6k1(K为正整数) 谐波分量30% 发电机配比2.53:1,6脉冲整流器,UPS品质描述,6脉冲整流器,优点: THD 10% 满载条件下 简单可靠,可任意时候加装 可提高功率因数,6-脉冲整流器+无源滤波器(LC),缺点: 在特定条件下，无源滤波器会和电网内阻发生谐振 抑制高次谐波效果差 效率降低 费用增加且体积增大,6脉冲整流器,6-脉冲整流器+有源滤波器(APF), -采用补偿原理向电网注入 与谐波电流相位相反, 幅值相同的电流.采用IGBT电路,优点: THD 5% 不会发生共振现象 不受系统阻抗变化的影响 不受谐波频率变化的影响,缺点: 电路复杂,MTBF(平均无故障时间)下降 EMI高,效率下降2 成本高,逻辑控制,B+,B-,+,-,至逆变器,L1 L2 L3,0,Y,12脉冲整流器,12脉冲整流器,12脉冲整流器,优点: THD 10% 满载 缺点: 需要两个整流器和一个移相变压器 效率比较低2% 体积重量也增加,IGBT整流器,采用高频脉宽调制型IGBT整流器技术， 对电网的适应能力很强。不带滤波器时输入功率因数就可高达 0.99 优点: 输入电压范围：25% 输入功率因素：0.99 谐波分量3%绿色电源 不会因加装滤波器而造成能量损失 机器重量轻-易于安装和运输 缺点： 整流器容量受现有技术条件所限（200KVA） 稳定性不如可控硅整流器,I,U,柴油机 / UPS容量匹配,注： UPS并联系统前端发电机容量为单机1.8倍,用户投资条件允许发电机组还应备有1.25倍的余量。,单相全桥整流UPS,Pg-柴油发电机功率；Pu-UPS输入功率,UPS品质描述,UPS 负载：输出/整机指标 输出电压标准及精度（220/380VAC1） 输出频率标准及精度（50HZ0.01） 输出功率因素（0.71) 输出过载/抗短路能力(125额定电流，10min 150额定电流，60s ) 三相不平衡能力(100%不平衡负载,电压不均衡5%） 动态响应(100负载，瞬态电压波动5%,恢复时间：20ms) 效率(9094%) 噪音(5075db） 环境指标(温度040） ，湿度，海拔1000米）,UPS品质描述,UPS整机指标效率计算 UPS各部件效率： SCR整流器99；IGBT整流器98、IGBT逆变器效率96、 变压器效率98,滤波器99 传统UPS的效率： SCR整流（99）IGBT逆变（96）输出TX（98）=93 12脉冲传统UPS的效率: 输入移相TX（98）双SCR整流（98）IGBT逆变（96） 输出TX（98）=90 新型UPS效率计算： IGBT整流（98）IGBT逆变（96）=94,UPS品质描述,UPS 电池：电池管理 充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿） 放电保护（关机截止电压设定及调整，自动脱扣） 电池智能化管理（检测和报警） 后备时间计算和显示：额定负载后备时间T 75额定负载1.6T; 50额定负载2.5T; 33额定负载4T 充电能力及充电时间：1025额达容量充电能力 充电时间计算：TAH/I充电（充电效率80 ）,UPS品质描述,UPS 用户管理：通讯和监控 显示及控制 通讯功能：串口RS232/RS485；网卡；干结点； modbus卡 监控：监控软件及网络监控功能,UPS品质描述,UPS UPS：扩容及备份 串联备份 并联备份及增容 并联技术及指标 直接并联、公共旁路、模块化UPS、环流指标,串联热备份,UPS UPS：扩容及备份,并联冗余或增容,可实现： 并联冗余工作方式 并联增容工作方式,UPS UPS：扩容及备份,公共旁路并联,可实现： 多台并联冗余工作方式 多台并联增容工作方式,UPS UPS：扩容及备份,UPS供配电系统,市电,发电机,UPS系统1,ATS,关键 双电源 负载,UPS系统2,关键 单电源 负载,次要 单电源 负载,次要 单电源 负载,STS,UPS分类和选择,工作方式：后备式、互动式、在线式 容量：小功率（110KVA）；中功率（2060K）；大功率（801000KVA） 适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用 输出变压器：高频机，工频机,UPS市场和品牌,小功率：APC、Santak（山特）、Kestar（科士达）、PCM 中功率：Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santak 大功率： Emerson-Liebert 、MGE、 Powerware、 Chloride-Siemens、 Socomec-Sicon、 GE-Imv、Best-Borri 其他常见品牌：科华（kelong）、冠军（champion）、易斯特（East）、赛康、复华、优玛、宝合、四通、 Best、伽马创力、雷洛士、Powerland（宝兰）、山顿（Sendon）、劲达（Deltec）、东芝（Toshiba）、APC- Gutor（固特）、AEG（德国通用电气）、Protect（普洛泰克）,UPS推荐和配置,容量及机型选择 电池计算及配置 配电部分：线缆及开关,UPS推荐和配置,容量及机型选择 用户负载量,冗余度 负载性质：IT类、电感性负载、使用环境谐波、变压器 机房配电设计：进线方式 机型成本及竞争优势,UPS推荐和配置,容量及机型选择 用户负载量；UPS输出冗余度（7080） 负载峰值因素（3：1）不能超过逆变器过载能力 负载视在功率（KVA）不能超过UPS额定功率*功率因素折算系数 三相负载不平衡度30%,UPS推荐和配置,工业级UPS 恶劣的电气和物理环境：供电线路电压/频率波动、浪涌冲击、峰值下陷、高频干扰，环境温湿度不稳、粉尘、腐蚀等。 结构：输入输出双隔离、钢板机箱、高IP防护等级。 适用领域：钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道 负载类型：重载机械、生产线设备、DCS系统等,UPS能耗指标,UPS 工作损耗、通风量、空调配置 满载损耗（KW）kVA Cos （67.5）空调制冷量 输出功率折算海拔高度，海拔每升高100米降容1（典型 UPS工作海拔高度：1000米）,容量及机型选择,不同功率因数的负载UPS输出功率折算 （典型 UPS 输出PF-0.8型）,容量及机型选择,进线方式：上进线/下进线 选择优势机型，增加价格竞争力,电池计算和配置,计算公式：,AH=,（逆变效率）电池只数U平(单个电池电压) 放电速率,kVA Cos,电池计算：恒流计算法（放电速率）,近似计算法：适用于小功率，长时间配置,市电停电时工作框图,电池计算和配置,精确计算：恒功率计算法 1、截止电压确定： 1.67V/cell放电60分钟 2、计算每个Cell电池恒功率数据： 3、根据厂家恒功率放电数据表选择满足计算结果的电池规格,W/cell=,（逆变效率）电池cell数,kVA Cos,UPS推荐和配置,配电部分：线缆及开关 输入开关容量及线缆规格： 三相电工速算法: 输入电流(A)1.8XKVA ,开关系数X1.2 单相电工速算法: 输入电流(A)5XKVA ,开关系数X1.2 输出开关容量及线缆规格： 三相电工速算法: 输出电流(A)1.5XKVA ,开关系数X1.2 单相电工速算法: 输出电流(A)4XKVA ,开关系数X1.2 电池开关容量及线缆规格： 放电电流（A）kVA Cos/U电池电压 开关系数(X1.2) 电缆长度与压降：如70mm 线阻0.26/km 零线及地线规格：零线11.5倍相线，地线相线,UPS推荐和配置,配电部分：电缆及开关规格 电缆额定电流简单算法 空开规格: R10、R16、R20、 R25、R32、R40、R50、R63、R80、R100、R125、R160